Windows NT 4.0 Betriebssystemstruktur

Die Betriebssystemstruktur von Windows NT (Server und Workstation) untergliedert sich in folgender Weise, wobei Teile des Betriebssystems im Executive Modus (privilegierter oder Kernel-Mode) sehr geschützt und andere Teile in einem Anwendungsmodus (User-Mode) ablaufen.

Die Struktur von Windows NT ist auf einer Kernelarchitektur - ähnlich wie Unix - aufgebaut. Windows NT unterstützt Multithreading und "preemtive Multitasking" , ist aber im Gegensatz zu Unix in seiner Standardausführung kein echtes Multiuser-Betriebssystem.

Abbildung: Die Betriebssystemstruktur von Windows NT 4.0

Prozesse im Kernmodus haben die Aufgabe die Funktionalität des Betriebssystems zu gewährleisten. Aus diesem Grund müssen sie entsprechend der Wichtigkeit und Komplexität ihrer Aufgabe priorisiert werden. Die hoch priorisierten Kernel-Prozesse regeln den Zugriff auf die Hardware, verwalten den vorhandenen Speicher und versorgen die Prozesse im Benutzermodus mit Ressourcen.

Im folgenden werden die Komponenten des privilegierten Modus aufgelistet:

• Hardware Abstraction Layer (HAL): Komponente, die in Assembler geschrieben ist und verändert werden muß, wenn Windows NT auf einen anderen Prozessor oder eine andere Bus-Architektur portiert wird. Ermöglichte die Portierung von Intel-Basis auf MIPS, Alpha, Power-PC...
• Kern (Kernel): überwiegend in ANSI-C geschrieben und prozessorabhängig. Seine Aufgaben sind die Bearbeitung von Unterbrechungen, Bearbeitung von Ausnahmen, Laufzeitfestlegung von Threads, Synchronisation von Prozessoren, Bereitstellung von Objekten, Bereitstellung von Schnittstellen.
• Objekt-Manager: Verwaltung von NT-Objekten (Hardware, Prozesse, Threads, Ereignisse, Dateien, ...)
• Prozeß-Manager: Verwaltung der Prozesse.
• Local Procedure Call-Facility (LPC): Variante der RPCs (Remote Procedure Call) zur Interprozeßkommunikation.
• Virtual Memory Manager: Virtuelle Speicherverwaltung, Verwaltung von Auslagerungsdateien.
• Sicherheitsmonitor: Überwachung der Sicherheit auf dem lokalen Computer.
• Ein/Ausgabesystem: Gerätetreiber, Dateisysteme, allgemeine Eingabe/Ausgabe.
• Graphisches Ausgabesystem: Ab Windows NT 4.0 befindet sich auch der Windows Manager zur Verwaltung von Fenster und die Treiber zur Ausgabe aller graphischen Bildschirmelemente bei den Komponenten im privilegierten Modus.

Subsysteme

Im Benutzermodus stellt Windows NT eine Reihe geschlossener Subsysteme zur Ausführung von Applikationen zur Verfügung. Sie alle kommunizieren mit dem darunterliegenden Betriebssystem und regeln ihre Bildschirmausgaben über die Windows32-Graphikschnittstelle.

• Win32: Ausführung von 32-Bit Windows-Programmen, beinhaltet das WOW-Modul (Windows-on-Windows) zur Ausführung von 16-Bit-Programmen.
• OS/2: OS/2 2.x Subsystem.
• POSIX: Zeichenorientiertes POSIX-Subsystem.
• Sicherheit: Subsystem zur Überwachung der Sicherheit der anderen Subsysteme